DE102013012618A1 - Kunststoffprofilplatte mit verbesserter Alterungsbeständigkeit - Google Patents

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Abstract

Sinus- oder Trapez-Kunststoffprofilplatte als Dach oder Fassadenelement ausgerüstet mit UV-Absorbern, dadurch gekennzeichnet, das zur Verbesserung der Witterungsbeständigkeit folgende Additive einzeln oder in Kombination verwendet werden: 1. 0,1 bis 2,5 T einer anorganischen Phosphorverbindung der Formel H2MxO2P, wobei M für ein Element aus der Alkali-, Erdalkali- oder Scandiumgruppe steht und X für 1, ½ oder 1/3. 2. 0,1–1,5 Teile eines Mischoxides der allgemeinen Formel Mx[(AlO2)y(SiO2)z] oder Mx[(AlO2)y(CO3)z] in Kombination mit 0,1–1,0 Teile eines Komplexbildners. 3. 0,1–1,5 Teile eines Mischoxides der allgemeinen Formel Mx[(AlO2)y(SiO2)z] oder Mx[(AlO2)y(CO3)z] in Kombination mit 0,1–1,0 Teile eines Komplexbildners. 4. 0,1–3,0 Teile eines Komplexbildners.

Description

  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Kunststoffprofilplatten als Dach oder Fassadenelement mit verbesserter Alterungsbeständigkeit herzustellen. Die Aufgabe wurde dadurch gelöst, indem zur Verbesserung der Lichtbeständigkeit folgende Additive einzeln oder in Kombination zugesetzt werden.
    • a) 0,1 bis 5,0 Gew.-% einer anorganischen Phosphorverbindung der Formel H2MxO2P, wobei M für ein Element aus der Alkali-, Erdalkali- oder Scandiumgruppe steht und X für 1, ½ oder 1/3.
    • b) 0,1–5,0 Gew.-% eines Mischoxides der allgemeinen Formel Mx[(AlO2)y(SiO2)z] oder Mx[(AlO2)y(CO3)z] in Kombination mit 0,1–5,0 Gew.-% eines Komplexbildners.
    • c) 0,1–5,0 Gew.-% eines Mischoxides der allgemeinen Formel Mx[(AlO2)y(SiO2)z] oder Mx[(AlO2)y(CO3)z] in Kombination mit 0,1–5,0 Gew.-% eines Komplexbildners.
    • d) 0,1–5,0 Gew.-% eines Komplexbildners.
  • Bekannt ist der positive Effekt der Zugabe von Antioxidantien im Allgemeinen und von Phosphorverbindungen im Besonderen auf die Alterungsbeständigkeit von Kunststoffprofilplatten. Allerdings werden hierbei in den Kunststoffen lösliche organische Phosphorverbindungen eingesetzt, um die Wirksamkeit zu gewährleisten. Es hat sich nun überaschenderweise herausgestellt, dass sich auch unlösliche anorganische Phosphorverbindungen, unlösliche Komplexbildner und unlösliche Mischoxide ausreichend fein verteilen lassen, dass die benötigte Wirksamkeit gegeben ist.
  • Aufgrund der erreichten Feinverteilung lassen sich auch transparente Kunststoffprofilplatten erzeugen.
  • Der Vorteil der anorganischen Phosphorverbindung ist im Vergleich zu den löslichen organischen Phosphorverbindungen in der erhöhten Effektivität und dem geringeren Rohstoffpreis zu sehen.
  • Die Wirkungsweise der Kombination aus Mischoxid und Komplexbildner ist nicht bekannt. Es kann aber vermutet werden, dass das Mischoxid einer oxidativen Schädigung während der Bewitterung des Kunststoffs katalytisch entgegen wirkt, wenn eingeschleppte Fremdmetallionen durch Zugabe von Komplexbildnern deaktiviert werden.
  • Alleine die Komplexbildner ohne Zugabe von Mischoxiden zeigen bereits positive Effekte auf die Alterungsbeständigkeit von Kunststoffprofilplatten, was ebenfalls durch die Deaktivierung von metallischen Verunreinigungen erklärt werden kann.
  • Zudem können die Mischoxide/Komplexbildner-Gemische auch mit den Phosphorverbindungen kombiniert werden. Da sich offensichtlich der Wirkmechanismus der einzelnen Stoffe unterscheidet, ergibt sich hierbei ein synergistischer Effekt. Auch die Kombination der Phosphorverbindungen mit den Komplexbildnern ist ohne Zugabe von Mischoxiden möglich.
  • Hilfreich bei der Verteilung der Phosphorverbindung und des Mischoxides erweisen sich auch für transparente Kunststoffwellplatten solche Hilfsstoffe, die eine große innerer Oberfläche aufweisen, wie z. B. Kieselsäure oder feinteiliges Calciumcarbonat.
  • Auch dieser Umstand ist sehr überraschend, da solche Stoffe gewöhnlich die Transparenz beeinträchtigen, weil bisher die notwendige Feinverteilung in Kunststoffen mit Agglomeratgrößen < 200 nm nicht hergestellt werden konnten.
  • Besonders vorteilhaft wirken die Phosphorverbindungen, Mischoxide und Komplexbildner in Polystyrol, Polystyrol-Copolymere, Polyacrylate, Polyester, PVC und Polyolefine aus.
  • Als Komplexbildner haben sich als besonders vorteilhaft Triethanolamin, Diamintetraessigsäure oder dessen Natrium- oder Kalziumsalze, Acryl-Terpolymere, Zitronensäure oder Derivate der Aminobernsteinsäure erwiesen.
  • Hergestellt werden kann die erfindungsgemäße Kunststoffprofilplatte, indem die anorganische Phosphorverbindung und/oder das Mischoxid/Komplexbildner-Gemisch und/oder der Komplexbildner zusammen mit den weiteren Rezepturbestandteilen in einem Extruder vorgelegt, plastifiziert und als Flachplatte ausgeformt und nachfolgend das Profil inline umgeformt wird.
  • Besonders vorteilhaft ist die Zugabe der anorganischen Phosphorverbindung und/oder der Komplexbildner als Lösung, da hierdurch eine optimale Verteilung erreicht werden kann. Das Lösungsmittel muss dann mittels Schmelzeentgasung aus dem Prozess entfernt werden.
  • Bei der Herstellung von Schaumplatten kann die eingetragene Lösung im Kunststoff verbleiben und als physikalisches Treibmittel nach Verlassen des Extrusionswerkzeuges den Aufschäumungsprozess initieren.
  • Folgende Ausführungsformen sollen beispielhaft aufgeführt werden: Beispiel 1:
    Profilform: Trapez 70/18
    Wandstärke: 0,6 mm
    Werkstoff: PETG
    Flächengewicht: 1,01 kg/m2
    Phosphorverbindung: CaH2PO2
    Mischoxid: Mg/Al/Si-Oxid
    Komplexbildner: Zitronensäure
    Hilfsstoff: Kieselsäure
    Transparenz: 83%
    Beispiel 2:
    Profilform: Sinus 76/18
    Wandstärke: 1,0 mm
    Werkstoff: Polycarbonat
    Flächengewicht: 1,43 kg/m2
    Phosphorverbindung: CaH2PO2
    Mischoxid: Na/Al/Si-Oxid
    Komplexbildner: Triethanolamin
    Hilfsstoff: Kalziumcarbonat
    Transparenz: 87
    Beispiel 3:
    Profilform: Sinus 177/51
    Wandstärke: 1,2 mm
    Kunststoff: Polypropylen
    Flächengewicht: 1,22 kg/m2
    Mischoxid: Mg/Al/Si-Oxid
    Komplexbildner: Aminobernsteinsäure
    Transparenz: Transluzent

Claims (15)

  1. Sinus- oder Trapez-Kunststoffprofilplatte als Dach oder Fassadenelement ausgerüstet mit UV-Absorbern, dadurch gekennzeichnet, das zur Verbesserung der Beständigkeit gegen Alterung folgende Additive einzeln oder in Kombination verwendet werden. a) 0,1 bis 5,0 Gew.-% einer anorganischen Phosphorverbindung der Formel H2MxO2P, wobei M für ein Element aus der Alkali-, Erdalkali- oder Scandiumgruppe steht und X für 1, ½ oder 1/3. b) 0,1–5,0 Gew.-% eines Mischoxides der allgemeinen Formel Mx[(AlO2)y(SiO2)z] oder Mx[(AlO2)y(CO3)z] in Kombination mit 0,1–5,0 Gew.-% eines Komplexbildners. c) 0,1–5,0 Gew.-% eines Mischoxides der allgemeinen Formel Mx[(AlO2)y(SiO2)z] oder Mx[(AlO2)y(CO3)z] in Kombination mit 0,1–5,0 Gew.-% eines Komplexbildners. d) 0,1–5,0 Gew.-% eines Komplexbildners.
  2. Kunststoffprofilplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffplatte transparent ist.
  3. Kunststoffprofilplatte nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass 0,01–0,7% Kieselsäure zugesetzt werden.
  4. Kunststoffprofilplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass 0,01–5,0% feinkörniges Calciumcarbonat zugesetzt wird.
  5. Kunststoffprofilplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass als Kunststoff Polystyrol oder Polystyrol-Copolymere, verwendet wird.
  6. Kunststoffprofilplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Kunststoff Polyacrylate oder Polyester verwendet wird.
  7. Kunststoffprofilplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Kunststoff Polyolefine oder PVC verwendet werden.
  8. Kunststoffprofilplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass als Komplexbildner Triethanolamin eingesetzt wird.
  9. Kunststoffprofilplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass als Komplexbildner eine Diamintetraessigsäure oder dessen Natrium- und/oder Kalziumsalz eingesetzt wird.
  10. Kunststoffprofilplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass als Komplexbildner Acryl-Terpolymere eingesetzt werden.
  11. Kunststoffprofilplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass als Komplexbildner Zitronensäure eingesetzt wird.
  12. Kunststoffprofilplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass als Komplexbildner Derivate der Aminobernsteinsäure eingesetzt wird.
  13. Verfahren zur Herstellung der Kunststoffprofilplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die anorganische Phosphorverbindung und/oder das Mischoxid/Komplexbildner-Gemisch und/oder der Komplexbildner zusammen mit den weiteren Rezepturbestandteilen in einem Extruder vorgelegt, plastifiziert und als Flachplatte ausgeformt und nachfolgend das Profil inline warmgeformt wird.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die anorganische Phosphorverbindung und/oder der Komplexbildner in einem Lösungsmittel gelöst und in flüssiger Form zugeführt werden und das Lösungsmittel als physikalisches Treibmittel zum Aufschäumen des Kunststoffs verwendet wird.
  15. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die anorganische Phosphorverbindung und/oder der Komplexbildner in einem Lösungsmittel gelöst und in flüssiger Form zugeführt werden und das Lösungsmittel nach Homogenisierung wieder aus dem Prozess entfernt wird.
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